專利名稱：使用聚(乙烯基茋唑)聚合物的液晶的光學定向排列的制作方法
專利說明使用聚(乙烯基茋唑)聚合物的液晶的光學定向排列 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及定向排列層，和更具體地說，涉及具有光敏感度的定向排列層。

背景技術(shù)：

液晶設(shè)備(LCD)通常包括含有液晶材料的薄單元(cell)，該單元的上下內(nèi)表面具有(通常透明的)取向?qū)印＿@些最內(nèi)層通過確定與邊界接近的液晶導向器的實際排列，使得在它們附近的液晶分子具有優(yōu)選的取向。由于液晶分子的強相互作用，甚至在遠離該取向?qū)拥那闆r下，這一優(yōu)選取向傾向于仍然持續(xù)。

在LCD中的電光效應基本上是由扭轉(zhuǎn)角(通過該角度，液晶分子從基材的一側(cè)到達另一側(cè))決定的。尤其，顯示器的對比度、光亮度、視角依賴性和速度，以及驅(qū)動液晶顯示器所需的電壓能夠借助于該扭轉(zhuǎn)角被調(diào)節(jié)到最佳。獲得電光效應如光學或介電各向異性所需要的液晶性能是由扭轉(zhuǎn)角決定的。

為了建立所希望的扭轉(zhuǎn)角，必須在與液晶接觸的兩個基材側(cè)上產(chǎn)生優(yōu)選的取向。為此目的，通常在兩個基材側(cè)上施涂薄的聚合物層，然后在一個方向上進行摩擦(例如用布)。與取向?qū)咏佑|的液晶根據(jù)該優(yōu)選方向被取向。該液晶分子必須足夠強有力地錨固到取向?qū)由弦允够谋砻嫔系姆肿釉谒Ｍ姆较蛏媳３秩∠?，雖然在基材兩側(cè)上的取向方向一般是不同的，因此產(chǎn)生復原力。這樣，有可能產(chǎn)生具有高達約89度的扭轉(zhuǎn)角的左旋或右旋液晶層。在兩個基材的取向方向之間90度和90度以上的角度，會出現(xiàn)以下問題在左側(cè)或在右側(cè)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，這-尤其在商業(yè)上廣泛采用的90度扭轉(zhuǎn)液晶顯示器中-能夠?qū)е庐a(chǎn)生一種區(qū)域，在該區(qū)域中液晶在錯誤的方向上旋轉(zhuǎn)(反向扭轉(zhuǎn))，從而導致光散射和顯示器的斑點外觀。

單軸摩擦的聚合物取向?qū)尤缇埘啺吠ǔＳ糜谑挂壕э@示器中的液晶分子進行取向。雖然由于良好的取向性能使得聚酰亞胺非常合適作為取向?qū)?，但仍然有許多缺點與用于獲得取向的摩擦技術(shù)相比，對于材料本身卻沒有什么可作為。例如，在高純生產(chǎn)環(huán)境中，除在摩擦過程中產(chǎn)生的粉塵之外，在基材表面上還產(chǎn)生靜電荷，它吸引附加的粉塵并干擾在LCD中每一個像素上所集成的薄膜晶體管(TFT)的功能發(fā)揮。

該摩擦方法還受到許多限制，因為LCD(尤其用于投影儀)的小型化的加劇和高分辨率顯示器的像素數(shù)目的增長正導致愈來愈小的電極結(jié)構(gòu)，后者的尺寸在一些情況下明顯小于用于摩擦的刷毛的直徑。由于在TFT-LCD中基材表面的拓撲結(jié)構(gòu)(它由薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)決定)，還會存在，例如，根本不能由粗糙的纖維摩擦到的陰影區(qū)域。

與摩擦的取向?qū)佑嘘P(guān)的問題能夠通過使用在美國專利No.5,539,074和國際專利出版物No.WO 9949360(Schadt等人)，美國專利申請No.2004/0219307A1(Shin等人)，美國專利申請No.2004/0213924A1(Nam等人)，美國專利申請No.2003/0021913A1(O′Neill等人)，和美國專利No5,389,698和5,838,407(Chigrinov等人)中報道的光學定向排列技術(shù)來解決，這些文件的全部內(nèi)容以引用的方式引入本文。在這一方法中，定向排列層的各向異性表面通過使用偏振光或偏振光和非偏振光輻射的結(jié)合來產(chǎn)生。含肉桂酸酯-和含有香豆素的聚合物通常用于這一光學定向排列技術(shù)中，這是由于被誘導的定向排列的高的光和熱穩(wěn)定性。在此類材料中穩(wěn)定的各向異性是通過光敏性單元的光二聚(交聯(lián))誘導的。這一方法教導聚合物(優(yōu)選具有高分子量和可溶于有機溶劑)的使用，其被涂覆到基材上和然后使用在300-350nm之間的波長的紫外光進行光輻射。

在光學定向排列的技術(shù)中使用的另一種方法已報道在Ichimura等人的美國專利No.6,001,277(其以引用的方式被引入本文)中，它使用含有光可異構(gòu)化和二色性結(jié)構(gòu)單元的樹脂。然而，Ichimura的專利′277沒有公開具有光可交聯(lián)的基團的樹脂，或?qū)⑽捶磻牟牧鲜┩康交纳虾腿缓笥晒廨椛溥M行反應和定向排列。含有蒽基的聚合物的偏振輻射已經(jīng)用于光學定向排列。因此，美國專利No.5,928,561(Bryan-Brown等人，以引用的方式引入本文)使用含有蒽基的樹脂，它通過325nm的偏振輻射之后導致液晶的光學定向排列。
待解決的技術(shù)問題
現(xiàn)有技術(shù)中缺少這樣的光可交聯(lián)的材料，它們能夠用于采用長波長(高于365nm)輻射的光學定向排列并能夠采用極性非常不同的溶劑(包括水在內(nèi))被涂覆在基材上。
發(fā)明概述
本發(fā)明涉及包含通式I的光活性含

唑鎓的聚合物的光學可定向排列材料
其中， Ma、Mb、Mc是構(gòu)成聚合物的單體單元；x、y、z分別是單體單元Ma、Mb、Mc的摩爾分數(shù)，其中在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1，0≤z＜1；Sa和Sb是間隔單元；Za是能夠發(fā)生光化學異構(gòu)化/二聚反應的

唑鎓單元；Zb是

唑單元，和n是4到10,000。

本發(fā)明還涉及包括載體的顯示器，該載體具有至少一個導電層、電子調(diào)制的成像層和取向?qū)?，其中該取向?qū)影òㄊ絀的光活性含

唑鎓的聚合物的光學可定向排列材料。

本發(fā)明還涉及形成光學定向排列的取向?qū)拥姆椒ǎ摲椒ò▽⑷軇┲械耐ㄊ絀的至少一種光活性含

唑鎓的聚合物涂覆到基材表面上形成一個層；干燥該層；和讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)印?br>
本發(fā)明還涉及將液晶層取向的方法，該方法包括將溶劑中的通式I的至少一種光活性含

唑鎓的聚合物涂覆到基材表面上形成一個層；干燥該層；和讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)?；將溶劑中的可聚合的液晶材料涂覆在光學定向排列的取向?qū)由?；熱處理液晶材料以除去溶劑，從而形成各向異性液晶層；和將液晶材料曝光于UV光以使液晶材料交聯(lián)。

本發(fā)明涉及形成光學定向排列的取向?qū)拥姆椒?，該方法包括將溶劑中的至少一種含

唑聚合物涂覆到基材表面上以形成涂層；干燥該涂層形成一個層；將溶劑中的質(zhì)子酸施涂到該層上以產(chǎn)生通式I的光活性含

唑鎓的聚合物；干燥；和讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)印?br>
最后，本發(fā)明涉及使液晶材料光學定向排列的方法，該方法包括將溶劑中的至少一種

聚合物施涂到基材表面上以形成涂層；干燥該涂層形成一個層；將溶劑中的質(zhì)子酸施涂到該層上以產(chǎn)生通式I的光活性含

唑鎓的聚合物；干燥；讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)?，將溶劑中的可交?lián)的液晶材料涂覆到取向?qū)由弦孕纬煽山宦?lián)的液晶層；干燥該可交聯(lián)的液晶層以除去溶劑；讓可交聯(lián)的液晶層曝光于UV光以使可交聯(lián)的液晶層進行交聯(lián)。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明包括幾個優(yōu)點，不是所有這些優(yōu)點都在單個實施方案中體現(xiàn)。本發(fā)明提供包括

唑鎓光活性基團的光學定向排列聚合物，并且它顯示了具有250-500nm波長的紫外線的明顯吸收，尤其在大于365nm的波長。這些聚合物在大于365nm的波長下通過UV激發(fā)進行有效的光交聯(lián)反應(量子效率，φ約1)，從而提供了需要較少能量的光學定向排列過程。本發(fā)明的附加優(yōu)點是這些聚合物在極性溶劑如低級醇或水中的溶解性。因為

唑鎓聚合物可溶于各種溶劑中，所以這些材料可以方便地以多層方式進行涂覆。該

唑鎓聚合物可用于液晶顯示器例如OTFT和PLED和許多其它光學和電光學的元件和組件如濾色器、偏振化濾光器、遲延層和防護元件的液晶光學定向排列膜之中，其中該液晶也能夠以聚合或交聯(lián)的形式使用。

對于許多顯示器應用，定向排列層和各向異性液晶材料從有機溶劑中被涂覆到透明塑料底材(base)之上。用于涂覆該定向排列層的溶劑也用作載體的刻蝕或溶脹劑。這會引起在基材中的低分子量材料如聚合物、增塑劑和染料從隨后與定向排列層涂層摻混的載體中抽提出來。兩層的摻混或相互擴散能夠在定向排列過程中防止該定向排列層發(fā)生定向排列，這導致液晶層的差的定向排列，特別當該液晶層是向列型或正雙折射性液晶時。定向排列層的溶劑涂覆也會引起載體的不希望有的卷曲，當諸如三乙?；w維素(或三乙酸纖維素)之類的材料用作該載體材料時。因為該

唑鎓聚合物可溶于各種溶劑(包括低級醇或水)，所以含有這些聚合物的定向排列層可以在沒有阻隔層的情況下被涂覆到塑料基材上。
附圖簡述


圖1是根據(jù)本發(fā)明的取向液晶多層膜的截面示意視圖。

圖2舉例說明了Poly-3-Me在乙腈中的溶液的UV-可見光吸收譜，它顯示了在376nm處新譜帶的出現(xiàn)，證實了實施例4的聚合物的組成。

圖3(曲線A)舉例說明溶于1，2-二氯乙烷(DCE)中的來自實施例5的Poly-1的吸收光譜，顯示在325nm處有大的吸收。圖3(曲線B)舉例說明在增大量的三氟乙酸添加之后已溶于1，2-二氯乙烷(DCE)中的Poly-1的UV-可見光吸收譜，在376nm處產(chǎn)生新的吸收譜帶。

圖4舉例說明在405nm輻射之前(曲線A)和在輻射之后(曲線B)Poly-3-Me的吸收譜帶，導致強度的下降(來自實施例6)。

圖5舉例說明在405nm輻射之前(曲線1)和在輻射之后(曲線2和3)Poly-1-H的吸收譜帶，證實來自實施例7的聚合物層的光交聯(lián)反應。
發(fā)明詳述
本發(fā)明涉及通過使用那些含有能夠通過線偏振光的作用而被取向和交聯(lián)的物質(zhì)并能夠用于液晶介質(zhì)的取向?qū)拥闹苽渲械牟牧系囊壕Фㄏ蚺帕?，和涉及用于液晶介質(zhì)的取向?qū)雍蜕婕熬哂兄辽僖粋€此類取向?qū)拥墓鈱W或電子光學設(shè)備。

本發(fā)明涉及

唑鎓聚合物的化學組合物和產(chǎn)生光學定向排列層的方法。本發(fā)明的一個實施方案是采用多波長光源改進定向排列過程的效率的方法。這是將液晶定向排列的無接觸技術(shù)，因此由摩擦過程產(chǎn)生的顆粒物和靜電荷能夠被消除。

本發(fā)明提供一種包括聚合物的液晶定向排列膜，該聚合物含有光活性

唑鎓單元并當該聚合物的膜用波長在365-500nm之間的線偏振光輻射時，該聚合物具有能夠使液晶分子定向排列的能力。這里，光活性

唑鎓單元是指在光的吸收之后能夠發(fā)生光化反應的

唑分子的衍生物，其改變了其分子結(jié)構(gòu)。該光反應可以是可逆反應或不可逆反應。本發(fā)明通過參考圖1來描述，該圖顯示了取向液晶多層膜5的截面示意視圖。這一結(jié)構(gòu)包括透明材料如玻璃或聚合物的基材10。應該理解的是，若稱作基材，它必須是固體和有一定機械強度，這樣它能夠自支撐和支撐其它層。該基材能夠是柔性或剛性的。典型的基材由三乙酸纖維素(TAC)、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜或其它透明聚合物制成，并且具有25-500微米的厚度?；?0典型地具有低的平面內(nèi)延遲，優(yōu)選低于10nm，和更優(yōu)選低于5nm。在其它情況下，基材10可具有在15-150nm之間的較大的在平面內(nèi)延遲值(延遲的相關(guān)性的一些簡短討論在這里或在介紹中也許是有用的)。典型地，當基材10由三乙?；w維素制成時，它具有-40nm至-120nm范圍的平面外延遲值。當補償器被設(shè)計來補償已施加接通電壓的液晶態(tài)時，這是所希望的性能。

分別地，以上討論的在平面內(nèi)延遲值被定義為(nx-ny)*d的絕對值和以上討論的平面外的延遲值被定義為[(nx+ny/2)-nz]*d。折射指數(shù)nx和ny分別是沿著在基材10平面的慢軸和快軸，nz是沿著基材厚度方向(Z-軸)的折射指數(shù)，和d是基材10厚度?；膬?yōu)選是連續(xù)(輥壓)膜或網(wǎng)幅的形式。玻璃板，涂ITO的基材，濾色器基材，石英片，硅晶片，也能夠用作基材。

基材10能夠單獨使用或配對使用。對于配對使用的情況，如果需要，還能夠使用間隔片、密封劑或類似物。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是與液晶層靠近的層是在位于基材和液晶層30之間的所有層當中最接近液晶層30的那一層。也可接受的是，接近液晶層30的層用作取向膜或透明電極。

在基材10上，施涂取向?qū)?0，然后在層20的表面之上放置液晶層30。該取向?qū)?0含有光可交聯(lián)的材料并能夠利用高于365nm的線式偏振的輻射來取向。在優(yōu)選的實施方案中，光可交聯(lián)的材料是本發(fā)明的

唑鎓聚合物。此類材料可以通過用線偏振的UV光的選擇性輻射來取向和同時交聯(lián)。

大部分液晶分子構(gòu)成該液晶層30。作為液晶分子，圓盤形液晶分子，桿狀的(向列型)液晶分子，和膽甾醇型液晶分子都能夠使用。向列型液晶分子是尤其優(yōu)選的。兩種或多種類型的液晶分子也能夠組合使用。除液晶分子之外，其它組分(如著色劑，傾角增大用的摻雜劑，二色性著色劑，聚合物，聚合劑，敏化劑，相變溫度下降劑，和穩(wěn)定劑)也能夠被添加到液晶層中。能夠采用各種沿用已久的方法將液晶層30施涂到基材上。因此，液晶層30能夠通過使用幕涂方法，擠出涂覆方法，輥涂方法，旋涂方法，浸漬涂敷方法，棒涂法，噴涂方法，印刷涂覆方法等等被涂覆到取向?qū)?0上。

在本發(fā)明的一個實施方案中，當首先被布置在取向?qū)?0上時該液晶層30典型地是向列型液晶預聚物，并且通過進一步UV輻射，或通過其它方式如加熱來交聯(lián)。在優(yōu)選的實施方案中，各向異性層含有諸如具有正雙折射率的二丙烯酸酯或雙環(huán)氧化合物之類的材料，如在美國專利6,160,597(Schadt等人)和美國專利5,602,661(Schadt等人)中所公開，兩文獻以被引用的方式引入本文。在各向異性液晶層30中的光軸相對于層平面通常是傾斜的，并且跨越厚度方向發(fā)生改變。根據(jù)本發(fā)明的各向異性液晶層30是從含有唑鎓鹽或唑鎓鹽類的混合物的一種液體介質(zhì)施涂而成。在本發(fā)明中，

唑鎓聚合物用于液晶分子的定向排列。

當含有

唑鎓單元的光學定向排列膜用線偏振光輻射時，

唑鎓分子(其容易的光吸收軸在與偏振光的電場向量相同方向上)選擇性地經(jīng)歷光致環(huán)化加成反應。在這里，容易的光吸收軸指光吸收的躍遷矩最大的那一軸向。因此，由于用偏振光輻射的結(jié)果，其中容易的光吸收軸在與偏振光的電場向量相同方向上的

唑鎓分子的數(shù)量小于其中容易的光吸收軸在與偏振光的電場向量成直角的方向上的

唑鎓分子的數(shù)量。也就是說，在含有

唑鎓分子的樹脂的膜中發(fā)生平面內(nèi)各向異性。因此，包括含有

唑鎓的聚合物的一層的線偏振的輻射的過程會誘導在輻射方向上的各向異性。在液晶分子與其中平面內(nèi)各向異性已經(jīng)以這一方式引起發(fā)生的那一膜的表面進行接觸之后，液晶分子在與偏振輻射方向平行的方向上定向排列。

為了制備該光學定向排列層，

唑鎓聚合物層曝光于線偏振光以便誘導

唑鎓的光致環(huán)加成作用。作為在定向排列層-液晶界面上的分散力作用的結(jié)果，這進而導致液晶分子的均勻的各向異性取向。這一液晶取向一般平行于輻射的入射角。

根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明的液晶定向排列膜能夠通過使用具有反應活性官能團的樹脂而獲得。

本發(fā)明的一個實施方案是通式I的均聚物或共聚物
其中， Ma、Mb、Mc是構(gòu)成該均聚物或共聚物的單體單元； x、y、z是共聚單體的摩爾分數(shù)，因此在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1； Sa和Sb是間隔單元； Za是能夠經(jīng)歷光化學異構(gòu)化/二聚反應的

唑鎓單元；和 Zb是

唑單元， n是4-10,000。
可以理解的是n也能夠是大于10,000個單元。在優(yōu)選的實施方案中，z等于0。

在通式I中所述的單體單元Ma、Mb和Mc是用于形成均聚物或共聚物的單元并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)具有在高分子化學中常見的結(jié)構(gòu)。此類單體單元是，例如，丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸酯、2-苯基丙烯酸酯、丙烯?；鶃啽交?、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-氯丙烯酰胺、2-苯基丙烯酰胺、乙烯基醚、苯乙烯衍生物、乙烯基酯、聚乙烯醇縮醛、馬來酸衍生物、富馬酸衍生物、對苯二甲酸衍生物、間苯二酸衍生物、己二酸衍生物、環(huán)己烷二甲醇、亞烷基二醇、硅氧烷、環(huán)氧化物等等。丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-氯丙烯酰胺、苯乙烯衍生物、聚乙烯醇縮醛、硅氧烷等等是優(yōu)選的單體單元。

對于術(shù)語“共聚物”不僅理解是統(tǒng)計共聚物而且是交替共聚物，例如從馬來酸衍生物與苯乙烯得到的交替共聚物，或嵌段共聚物。優(yōu)選使用統(tǒng)計共聚物。均聚物包含線性、支化和環(huán)狀聚合物，例如環(huán)狀聚硅氧烷。

優(yōu)選的是其中z＝0的聚合物，但尤其通式II的均聚物是尤為優(yōu)選的。


間隔單元Sa將該異構(gòu)化/二聚單元Za與該單體單元Ma相結(jié)合。在這種情況下該術(shù)語“間隔單元”Sa彼此獨立地表示，例如，具有1-10個碳原子，優(yōu)選具有1-6個碳原子的亞烷基鏈，具有3-8個碳原子，優(yōu)選具有5或6個碳原子的亞環(huán)烷基基團，其中任選地一個或兩個亞甲基能夠被NH基團替代，或亞苯基，該亞苯基能夠被低級烷基、低級烷氧基、-CN、-NO2取代，但尤其被鹵素，或碳酸酯、酯基、酰胺基、醚基團和類似基團或這些基團的組合所取代。

亞甲基、1，2-亞乙基、1，3-亞丙基、1，4-亞丁基、1，2-亞丙基、1，3-亞丁基、環(huán)戊烷-1，2-二基、環(huán)戊烷-1，3-二基、環(huán)己烷-1，3-二基、環(huán)己烷-1，4-二基、哌啶-1，4-二基、哌嗪-1，4-二基、1，2-亞苯基、1，3-亞苯基、1，4-亞苯基、亞乙基氧基、亞乙基氧基羰基、亞乙基羧基、CONH-和-CONR’，其中R’表示低級烷基，是優(yōu)選的間隔單元(Sa和Sb)的例子。

該異構(gòu)化/二聚單元Za是能夠經(jīng)歷光化學順式/反式-異構(gòu)化或光化學[2+2]環(huán)加成作用和由此導致聚合物或低聚物的交聯(lián)的一種分子單元。該異構(gòu)化/二聚單元Za，正如早已提到，經(jīng)由間隔基Sa連接到單體單元Ma，并具有通式III-A或III-B


在通式III-A和III-B中，環(huán)A1和A2各自分別地表示1，4-亞苯基，該亞苯基是未被取代的或被鹵素、氰基和/或硝基取代和其中1個或2個CH基團能夠被氮替代，或2，5-噻吩二基，2，5-亞呋喃基，反式-1，4-亞環(huán)己基，反式-1，3-二噁烷-2，5-二基或1，4-哌啶基；1，4-或2，6-亞萘基；或4，4’-亞聯(lián)苯基。環(huán)A3和A4各自分別地表示1，4-亞苯基，該亞苯基是未被取代的或被鹵素、氰基和/或硝基取代和其中1個或2個CH基團能夠被氮替代，或2，5-噻吩二基，2，5-亞呋喃基，1，4-或2，6-亞萘基，其中CH基團能夠被氮替代?；蛘逜3或A4表示未被取代的或被鹵素、氰基和/或硝基取代的吡啶基團。在一個實施方案通式III-A中，A4表示吡啶基和R1是將吡啶基的氮加以季銨化的基團并且表示H或具有1-12個碳原子的烷基。在第二個實施方案通式III-B中，A3是季銨化的吡啶基基團。Z1，Z2和Z3各自獨立地表示單個共價鍵，-CH2CH2-，-O-，-COO-，-OOC-，-NHCO-，-CONH-OCH2-，-CH2O-，-C≡C-，-(CH2)4-，-O(CH2)3-，-(CH2)3O-，或OCH2CH＝CH-、-CH＝CHCH2O-、-(CH2)2CH＝CH-或-CH＝CH(CH2)2-的反式；p和q各自獨立地表示0或1；R1表示電子對，H或具有1到12個碳原子的烷基。R2和R3各自獨立地表示氫，鹵素，氰基，具有1-12個碳原子的烷基，該烷基任選被氟取代和其中任選地1個或2個非相鄰的-CH2-基團能夠被氧、-COO-、-OOC-、-CO-和/或-CH＝CH-替代。X-表示電荷平衡用一價陰離子，它可以是單獨的結(jié)構(gòu)部分，如Cl-、Br-、I-、PF6-、BF4-和CH3SO4-或R1的一部分。

在聚合條件下沒有或在很小程度上被引入到聚合物中的通式III-A和III-B的異構(gòu)化/二聚單元的乙烯基團能夠，在聚合物層施涂于載體上之后，通過用線偏振的光進行輻射來選擇性地定向排列。這通過乙烯基團的異構(gòu)化，通過乙烯基團的二聚作用或通過這些乙烯基團的異構(gòu)化和二聚的同時作用來實現(xiàn)。非常特定的表面區(qū)域能夠由通式III的分子單元的選擇性輻射來定向排列，以及這些區(qū)域也同時由二聚作用來穩(wěn)定化。

該術(shù)語“1，4-亞苯基，它是未被取代的或被鹵素、氰基和/或硝基取代和其中1個或2個CH基團能夠被氮替代”包括1，4-亞苯基，2-氟-1，4-亞苯基，2，3-二氟-1，4-亞苯基，2，6-二氟-1，4-亞苯基，2-氯-1，4-亞苯基，2，3-二氯-1，4-亞苯基，2，6-二氯-1，4-亞苯基，2-氰基-1，4-亞苯基，2，3-二氰基-1，4-亞苯基，2-硝基-1，4-亞苯基，2，3-二硝基-1，4-亞苯基，2-溴-1，4-亞苯基，2-甲基-1，4-亞苯基，以及吡啶-2，5-二基，嘧啶-2，5-二基等等。1，4-亞苯基，2-氟-1，4-亞苯基，2，3-二氟-1，4-亞苯基，2，6-二氟-1，4-亞苯基，吡啶-2，5-二基或嘧啶-2，5-二基是尤其優(yōu)選的。

該術(shù)語“任選被氟取代和其中任選地1個或2個非相鄰的-CH2-基團能夠被氧、-COO-、-OOC-、-CO-和/或-CH＝CH-取代的具有1-12個碳原子的烷基”包括直鏈和支化(任選手性)殘基，如烷基、鏈烯基、烷氧基、鏈烯氧基烷氧基烷基、鏈烯氧基烷基、烷氧基鏈烯基、1-氟烷基、1，1-二氟烷基、2-氟烷基、2-氟烷氧基、末端氟烷基、末端二氟甲基烷基、末端三氟甲基烷基、末端三氟甲基烷氧基，和類似基團，它們具有1個或，分別地，2-12個碳原子。優(yōu)選殘基的例子是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、1-甲基丙基、1-甲基庚基、2-甲基丁基、3-甲基戊基、乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、5-己烯基、6-庚烯基、7-辛烯基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛基氧基、1-甲基丙氧基、1-甲基庚氧基、2-甲基丁氧基、烯丙氧基、2E-丁烯基氧基、2E-戊烯基氧基、3-丁烯基氧基、3Z-戊烯基氧基、4-戊烯基氧基、5-己烯基氧基、6-庚烯基氧基、7-辛烯基氧基、2-甲氧基乙基、3-甲氧基丙基、3-甲氧基-1E-丙烯基、1-氟丙基、1-氟戊基、2-氟丙基、2，2-二氟丙基、3-氟丙基、3，3-二氟丙基、3，3，3-三氟丙基、2-氟丙氧基、3-氟丙氧基、2，2-二氟乙烯基、2-(3，3-二氟)丙烯基等等。尤其優(yōu)選的殘基具有1個或，分別地，2-6個碳原子。

該術(shù)語“鹵素”包括氟、氯、溴和碘，但尤其是氟和氯。

本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案是通式IV的均聚物或共聚物
其中， x是其中A4+是季銨化的吡啶基環(huán)的共聚單體的摩爾分數(shù)；和y是其中A4是未季銨化的吡啶基環(huán)的共聚單體的摩爾分數(shù)；和 0＜x≤1；0≤y＜1；
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施方案中，通式I的異構(gòu)化/二聚單元是通式V的化合物

正如前面提到的那樣，在通式V中所述的單體單元Ma是用于形成共聚物的單元并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)具有在高分子化學中常見的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是含有一個或多個烯屬不飽和的可聚合的丙烯酸或甲基丙烯酸酯或酰胺單體的單元，此類單體例如有丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸異丙基酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸異丙基酯，丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸叔丁基酯，甲基丙烯酸異癸基酯，甲基丙烯酸異丁酯，甲基丙烯酸環(huán)己酯，丙烯酸環(huán)己基酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酰胺，乙基甲基丙烯酰胺，乙酸乙烯酯，乙烯醇，聚乙烯醇縮醛，以及本領(lǐng)域中技術(shù)人員熟知的其它單體。

可用于本發(fā)明中的含有

唑或

唑鎓基團的優(yōu)選單體的例子匯總在表X中。
表X含有

唑或

唑鎓基團的單體


在表X中的單體，單獨或與合適的共聚單體一起，通過使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的技術(shù)來聚合?？捎糜诒景l(fā)明中的含有

唑或

唑鎓基團的均聚物和共聚物的例子匯總在表Y中。
表Y含有

唑或

唑鎓基團的均聚物和共聚物。在括號中的數(shù)是共聚單體的摩爾比。

將含有

唑基團的均聚物和共聚物用強酸或烷基化劑處理，以生產(chǎn)可用于本發(fā)明中的含有

唑鎓基團的聚合物。因此，含

唑的聚合物12用三氟乙酸處理來生產(chǎn)含

唑鎓的聚合物12-TFA。類似地，含

唑的聚合物4與硫酸二甲酯的反應來生產(chǎn)含

唑鎓的聚合物4-MeMeSO4。

含

唑的和/或含

唑鎓的單體能夠通過使用本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員熟悉的普通方法來聚合，任選與共聚單體Mc一起，提供具有受控制的分子量和溶解度的線性聚合物。這些方法包括，但不限于，本體，溶液，乳液，懸浮，鏈增長，開環(huán)，縮合，和逐步生長聚合反應。隨后，一些或全部的

唑基團能夠通過用布朗斯特德酸或路易斯酸處理或通過用合適的烷基化劑烷基化而被轉(zhuǎn)化成

唑鎓基團?？捎糜诒景l(fā)明中的酸的例子包括三氟乙酸、三氯乙酸、鹽酸、甲磺酸，等等。

可用于本發(fā)明中的烷基化劑的例子包括溴甲烷、碘甲烷、碘乙烷、三甲基氧鎓四氟硼酸鹽、硫酸二甲酯、碘甲烷、溴乙烷、碘乙烷、硫酸二乙酯，和三乙基氧鎓四氟硼酸鹽。

如上所述，在通式I和II中的Z表示至少一種烯屬不飽和單體。這些單體的例子包括苯乙烯或α-烷基苯乙烯，該烷基具有1到4個碳原子和芳族基可以是取代或較大環(huán)體系的一部分。Z的其它例子包括從脂族醇或酚類衍生的丙烯酸酯酯類；甲基丙烯酸酯類；丙烯酰胺類；甲基丙烯酰胺類；N-乙烯基吡咯烷酮或適宜取代的乙烯基吡咯烷酮；從直鏈或支鏈酸形成的乙烯基酯類，例如，乙酸乙烯酯；乙烯基醚類，例如，乙烯基·甲基醚；乙烯基酮類；含鹵素單體如氯乙烯；和烯烴類，如丁二烯。在優(yōu)選的實施方案中，Z表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。

還應該理解的是，根據(jù)本發(fā)明有可能將不只一種物質(zhì)，而且將多種物質(zhì)用于光學定向排列材料中，并且聚合物、低聚物和單體的任何所希望的組合都能夠考慮到。

本發(fā)明還涉及使液晶光學定向排列的方法。一種此類方法包括
(i)將溶劑中的

唑鎓光學可定向排列的聚合物涂覆到基材表面上以形成一個層；
ii)干燥該層；
iii)讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)印?br>
偏振輻射方法可以通過使用在歐洲專利申請EP 1,380,873A2中描述的裝置來完成，它的內(nèi)容以引用的方式引入本文。

在另一種方法中，液晶層可以通過以下方式取向
(i)將溶劑中的

唑鎓光學可定向排列的聚合物施涂到基材表面上以形成一個層；
ii)干燥該層；
iii)讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)樱?
iv)將在溶劑載體中包含可聚合材料的液晶層施涂到取向?qū)又希?
v)熱處理含液晶的層以除去溶劑，從而形成顯示出其功能相(優(yōu)選向列型液晶化合物的向列相)的一種各向異性液晶層。

vi)將液晶層曝光于UV光以使液晶層交聯(lián)。

液晶材料優(yōu)選是具有正雙折射率的二丙烯酸酯或雙環(huán)氧化合物，如在美國專利6,160,597(Schadt等人)和美國專利5,602,661(Schadt等人)中所公開，兩文獻以引用的方式引入本文。液晶層還可含有附加物如表面活性劑、光穩(wěn)定劑和UV引發(fā)劑，如在歐洲專利申請EP1,380,873 A2中所公開，它的內(nèi)容以引用的方式引入本文。液晶層還可含有聚合物添加劑以提高用于施涂該層的涂料溶液的粘度。

使液晶光學定向排列的另一種方法，所述方法包括在基材上產(chǎn)生

唑鎓層的方法
i)將溶劑中的

唑聚合物施涂到基材表面上以形成涂層；
ii)干燥該涂層以形成一個層；
iii)將溶劑中的質(zhì)子酸施涂到該層上以產(chǎn)生

唑鎓；
ii)干燥；
iii)讓涂層接受波長＞350nm的線偏振光進行光學定向排列以形成取向?qū)樱?
iv)將溶劑中的液晶化合物涂覆在取向?qū)由弦孕纬梢壕樱?
v)干燥該液晶層以除去溶劑和形成顯示出其功能相的各向異性液晶層，
vii)讓液晶層曝光于UV光以使液晶層交聯(lián)。

偏振輻射方法可以通過使用在歐洲專利申請EP 1,380,873A2中描述的裝置來完成，它的內(nèi)容以引用的方式引入本文。在一個實施方案中，液晶材料是具有正雙折射率的二丙烯酸酯或雙環(huán)氧化合物，如在美國專利6,160,597(Schadt等人)和美國專利5,602,661(Schadt等人)中所公開，優(yōu)選向列型液晶化合物的向列相。液晶層還可含有附加物如表面活性劑，光穩(wěn)定劑和UV引發(fā)劑，如在歐洲專利申請EP 1,380,873A2中所公開，它的內(nèi)容以引用的方式引入本文。液晶層還可含有聚合物添加劑以提高用于施涂該層的涂料溶液的粘度。

另一種制備用于液晶光學定向排列的含有

唑鎓聚合物的混合物的取向?qū)拥姆椒?，所述取向?qū)油ㄟ^如下制得
(i)將溶劑中的包括兩種光學可定向排列的

唑鎓聚合物的混合物的取向?qū)油扛驳交谋砻嫔希?
ii)干燥該取向?qū)樱?
iii)讓該層接受波長＞350nm的線偏振光的光學定向排列；
iv)將在溶劑載體中的包含可聚合材料的液晶層涂覆到取向?qū)又希?
v)熱處理含液晶的層以除去溶劑和形成顯示出其功能相(優(yōu)選，向列型液晶化合物的向列相)的各向異性液晶層，
vi)讓液晶層曝光于UV光以使液晶層交聯(lián)。

另一種用于制備包括至少兩個取向?qū)拥倪B續(xù)光學補償器片材方法，通過將在水溶液中的本發(fā)明的光學可定向排列的

唑鎓涂覆到已具有第一道

唑鎓取向?qū)雍驮谌∠驅(qū)又系母飨虍愋砸壕拥囊环N連續(xù)透明膜的表面上。這一方法包括
(i)將在溶劑中的包含兩種光學可定向排列的

唑鎓聚合物的混合物的取向?qū)油扛驳交谋砻嫔希?
ii)干燥該取向?qū)樱?
iii)使該層接受波長＞350nm的線偏振光的光學定向排列；
iv)將在溶劑載體中的包含可聚合材料的液晶層涂覆到取向?qū)又希?
v)熱處理含液晶的層以除去溶劑和形成顯示出其功能相(優(yōu)選向列型液晶化合物的向列相)的各向異性液晶層；
vi)將液晶層曝光于UV光以使液晶層交聯(lián)；
vii)將在水溶液中的本發(fā)明的光學可定向排列的

唑鎓涂覆到已具有第一道

唑鎓取向?qū)雍驮谄渲系母飨虍愋砸壕拥囊环N連續(xù)透明膜的表面上；
viii)干燥該涂層以形成一個層；和
ix)使第二

唑鎓層接受波長＞350nm的線偏振光的光學定向排列處理，由此形成第二取向?qū)樱?
x)將在溶劑中的各向異性液晶化合物涂覆到第二取向?qū)由弦孕纬珊壕У膶樱?
xi)熱處理含液晶的層以形成具有功能取向相的各向異性含液晶的層；
xii)將液晶層曝光于UV光以使液晶層交聯(lián)；
xiii)任選地，卷繞包括該透明載體、取向?qū)雍透飨虍愋砸壕拥难a償器片材；
xiv)熱處理第二取向?qū)樱渲性摕崽幚砟軌蛟诙ㄏ蚺帕胁襟Eiii)之前或之后進行或在該步驟之前或之后都進行。

本發(fā)明方法能夠用于制備光學補償器膜，該膜可增寬液晶顯示器的視角特性，特別是扭轉(zhuǎn)向列型(TN)，超扭轉(zhuǎn)向列型(STN)，光學補償彎曲(OCB)，平面內(nèi)轉(zhuǎn)換器(IPS)，或垂直定向排列(VA)液晶顯示器。

在一個實施方案中，具有導電層的載體在用于各種電子設(shè)備中的平板顯示器中使用。至少，該顯示器包括基材、至少一個導電層、電子調(diào)制的成像層。在優(yōu)選的實施方案中，該導電層是ITO和成像層是液晶材料。該顯示器還可包括兩片的偏振材料，在偏振片材之間具有電子調(diào)制的成像溶液。偏振材料的片材可以是玻璃或透明塑料的基材。顯示器還可包括功能層。在一個實施方案中，透明、多層柔性載體涂有第一導電層，它可以形成圖案，在其之上涂覆電子調(diào)制的成像層。涂覆第二道導電層并罩涂功能層。電介質(zhì)導電性行觸點相連，其中包括通孔，該通孔允許在導電層和電介質(zhì)導電性行觸點之間互聯(lián)。在典型的矩陣-尋址發(fā)光顯示設(shè)備中，很多的發(fā)光設(shè)備是在單個基材上形成的并且按照規(guī)則網(wǎng)格圖案分組排列?；罨赏ㄟ^行與列來進行，或在具有各自陰極和陽極通路的有源矩陣中進行。

該顯示器包括布置在合適的載體結(jié)構(gòu)上的合適的電子調(diào)制材料，如在一個或多個電極之上或之間。電子可成像的材料能夠是發(fā)光的或光調(diào)制型的。發(fā)光材料能夠是無機或有機性質(zhì)的。特別優(yōu)選的是有機發(fā)光二極管(OLED)或聚合物發(fā)光二極管(PLED)。光調(diào)制材料能夠是反射或透射的。電子可成像的材料能夠用電場尋址和然后在除去電場之后保留其圖像，通常稱作“雙穩(wěn)定”的性能。電子調(diào)制的材料可以是電致變色材料，電化學，電泳材料，如Gyricon顆粒，可旋轉(zhuǎn)的微囊密封的微球粒，液晶材料，膽甾/手性向列型液晶材料，聚合物分散的液晶(PDLC)，聚合物穩(wěn)定化的液晶，表面穩(wěn)定化的液晶，近晶液晶，鐵電材料，場致發(fā)光材料或現(xiàn)有技術(shù)中已知的許多光調(diào)制成像材料當中的任何其它種類材料。該液晶材料能夠是扭轉(zhuǎn)向列型(TN)，超扭轉(zhuǎn)的向列型(STN)，鐵電，磁性，或手性向列型液晶。尤其優(yōu)選的是手性向列型液晶。手性向列型液晶能夠是聚合物分散的液晶(PDLC)。然而，具有堆疊成像層或多個載體層的結(jié)構(gòu)體在一些情況下為了提供所附加優(yōu)點是任選的。

該液晶(LC)用作光學轉(zhuǎn)換器。該載體通常用透明、導電性電極制造，其中電“驅(qū)動”信號是偶對的。該驅(qū)動信號會誘導電場，該電場能夠引起在LC材料中的相變或狀態(tài)改變，該LC根據(jù)它的相和/或狀態(tài)顯示出不同的光反射特性。

液晶可以是向列型(N)，手性向列型(N*)，或近晶，這取決于在中間相中分子的排列。在優(yōu)選的實施方案中，電子調(diào)制的材料是引入在聚合物基質(zhì)中的手性向列型液晶。手性向列型液晶材料可用來生產(chǎn)電子顯示器，它是雙穩(wěn)定的和在環(huán)境照明下是可視的。此外，該液晶材料可以作為在微米尺寸的液滴被分散在含水介質(zhì)中，與合適的粘結(jié)劑材料混合并被涂覆在柔性導電性載體上以產(chǎn)生潛在低成本的顯示器。這些顯示器的操作取決于在平面反射狀態(tài)和弱散射焦點二次曲線狀態(tài)之間的對比度。

手性向列型液晶指具有比扭轉(zhuǎn)向列型和超扭轉(zhuǎn)的向列型液晶的節(jié)距更細的節(jié)距的液晶類型。手性向列型液晶之所以如此命名，是因為此類液晶配制料通常是將手性試劑添加到主體向列型液晶中來獲得的。手性向列型液晶可用來提供雙穩(wěn)定和多穩(wěn)定的反射式顯示器，由于它們的非揮發(fā)性的“記憶”特性，這些顯示器不需要連續(xù)驅(qū)動電路來維持顯示器圖像，因此顯著地減少功率消耗。手性向列型顯示器在電場不存在的情況下是雙穩(wěn)定的，該雙穩(wěn)定的質(zhì)地是反射性平面質(zhì)地和弱散射焦點二次曲線質(zhì)地。在該平面質(zhì)地中，手性向列型液晶分子的螺旋狀軸大體上平行于該載體(液晶布置在其上)。在該焦點二次曲線中，液晶分子的螺旋狀軸一般是無規(guī)取向的。通過調(diào)節(jié)手性摻雜劑在手性向列型材料中的濃度，分子的節(jié)距和因此所反射的輻射波長就可以調(diào)節(jié)。反射紅外輻射的手性向列型材料已經(jīng)用于科學研究的目的。商業(yè)顯示器最常常從反射可見光的手性向列型材料制造。一些已知的LCD設(shè)備包括覆蓋玻璃基材的化學蝕刻的、透明的、導電的層，如在美國專利No.5,667,853中所述，它以引用的方式引入本文。本發(fā)明可以使用分散在連續(xù)基質(zhì)中的手性向列型液晶組合物作為光調(diào)制層。此類材料被稱為“聚合物分散的液晶”材料或“PDLC”材料。

現(xiàn)代的手性向列型液晶材料通常包括與手性摻雜劑摻混的至少一種向列型主體材料。合適的手性向列型液晶組合物優(yōu)選具有正的介電各向異性并包括含量足以有效形成焦點二次曲線和扭轉(zhuǎn)平面質(zhì)地的手性材料。手性向列型液晶材料是優(yōu)選的，因為它們的優(yōu)異的反射特性，雙穩(wěn)定性和灰度標存儲。該手性向列型液晶通常是向列型液晶與含量足以產(chǎn)生所需節(jié)距的手性材料的混合物。

手性向列型液晶材料和單元，以及聚合物穩(wěn)定化的手性向列型液晶和單元，是本領(lǐng)域公知的并且已描述在，例如，美國專利No.5,695,682，美國專利申請序列號No.07/969,093，序列號No.08/057,662，Yang等人，Appl.PhyS.Lett.60(25)第3102-04頁(1992)，Yang等人，J.Appl.Phys.76(2)第1331頁(1994)，已出版的國際專利申請No.PCT/US92/09367，和已出版的國際專利申請No.PCT/US92/03504，所有的這些以引用的方式引入本文。

該液晶層或這些液晶層也可含有其它成分。例如，盡管顏色是由液晶材料本身所引入，但是可以添加多向色的染料以增強或改變由單元反射的顏色。類似地，添加劑如煅制二氧化硅可以溶于該液晶混合物中以調(diào)節(jié)各種手性向列型質(zhì)地的穩(wěn)定性。可以使用在約0.25％到約1.5％范圍內(nèi)的用量的染料。

至少一種可固化導電層存在于顯示設(shè)備中。在基材上形成第一導體。第一導體能夠是錫-氧化物或氧化銦錫(ITO)的透明、導電性的層，其中ITO是優(yōu)選的材料。作為替代，第一導體能夠是由金屬如銅、鋁或鎳形成的不透明電導體。如果第一導體是不透明的金屬，則金屬能夠是金屬氧化物以產(chǎn)生吸收光的第一導體。這一導電層可以包括其它金屬氧化物如氧化銦，二氧化鈦，氧化鎘，鎵氧化銦，五氧化二鈮和二氧化錫。參見國際公開號WO99/36261(Polaroid Corporation)，它以引用的方式引入本文。除初級氧化物如ITO之外，該至少一個導電層還可以包括次金屬氧化物如鈰、鈦、鋯、鉿和/或鉭的氧化物。參見Fukuyoshi等人的美國專利No.5,667,853(Toppan Printing Co.)，以引用的方式引入本文。其它透明導電性氧化物包括，但不限于ZnO2，Zn2SnO4，Cd2SnO4，Zn2In2O5，MgIn2O4，Ga2O3，In2O3或TaO3。

該導電層可以，例如，通過低溫濺射技術(shù)或由直流濺射技術(shù)，如直流電濺射或RF-DC濺射來形成；這取決于底涂層的材料。典型地，該導電層被濺射到基材上達到低于250歐姆/平方的電阻。

第二導體可以施涂到光調(diào)制成像層的表面上。第二導體應該具有足夠的導電性以傳輸跨過光調(diào)制成像層的電場。第二導電層可以包括被討論用于第一透明導電層中的導電性材料當中的任何一種。然而，第二導電層不必是透明的。第二導電層可以通過使用諸如鋁、錫、銀、鉑、碳、鎢、鉬，或銦之類的材料在真空環(huán)境中形成。這些金屬的氧化物能夠用于使可成圖案的導電層變黑。金屬材料能夠被來自電阻加熱、陰極電弧、電子束、濺射或磁控管激發(fā)的能量所激發(fā)。第二導電層可以包括氧化錫或氧化銦錫的涂層，使得該層是透明的。作為替代，第二導電層可以是印刷的導電性油墨。為了有更高的導電性，該導電層可以包括銀基層，后者僅僅含有銀或除含有銀之外還含有不同的元素如鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鎘(Cd)、金(Au)、鋅(Zn)、鎂(Mg)、錫(Sn)、銦(In)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鈰(Ce)、硅(Si)、鉛(Pb)或鈀(Pd)。

該LCD還可包括功能層，其中包括在可固化層和載體之間的導電層以及如上所述作為可固化層的那些層中的任何一種。一種類型的功能層可以是色彩對比度層。該功能層可以包括保護層或阻隔層。在另一個實施方案中，該聚合物載體可以進一步包括抗靜電層以控制在輥傳輸或片材涂飾(sheet finishing)過程中積聚在片材或網(wǎng)幅上的不希望有的電荷。該功能層還可以包括介電材料。為了本發(fā)明的目的，電介質(zhì)層是非導電性的或阻斷電流的層。

除顯示器之外，本發(fā)明還可以用于其它應用中。例如，另一種可能的應用是用于光學元件的具有手性液晶相的聚合物膜，如手性向列型寬帶偏振器或手性液晶延遲膜。這些可以是有源和無源的光學元件或濾色器和液晶顯示器，例如STN，TN，AMD-TN，溫度補償顯示器，無聚合物或聚合物穩(wěn)定化的手性向列型質(zhì)地(PFCT，PSCT)顯示器?？赡艿娘@示器工業(yè)應用包括用于筆記本和臺式計算機的超輕型、柔性和廉價的顯示器，儀表板，視頻游戲機，電視電話，移動式電話，手持電腦，PDA，電子書，攝像放像機，衛(wèi)星導航系統(tǒng)，商店和超級市場報價系統(tǒng)，公路標志，信息發(fā)布顯示器，智能卡，玩具，和其它電子設(shè)備。本發(fā)明還可用于其它產(chǎn)品的生產(chǎn)，例如傳感器，醫(yī)藥試驗膜，太陽能電池，燃料電池，僅舉幾個例子。
實施例
下列實施例被提供來舉例說明本發(fā)明。
實施例1 苯乙烯基吡啶單體的制備
在表X中給出的本發(fā)明的單體是通過使用標準的化學轉(zhuǎn)變來制備的。在這里描述的Mnr-1(反應路線1)的制備是此類方法的一個范例。
反應路線1
Int-2的制備
Int-1(CAS No.133080-87-2；10.0g，36.6mmol)；4-乙烯吡啶(CAS No.100-43-6；7.7g，73mmol)；三乙胺(CAS No.121-44-8；3.7g，37mmol)；乙酸鈀(II)(CAS No.3375-31-3；80mg，0.36mmol)；和三-(鄰-甲苯基)-膦(CAS No.6163-58-2；0.23g，0.76mmol)在30mL乙腈中的混合物在氮氣氛中加熱回流十七小時?；旌衔锉焕鋮s到環(huán)境溫度和所形成的稠厚淤漿被過濾，用最小量的另外乙腈洗滌。這一固體物從150mL的乙醇中重結(jié)晶(熱溶液通過硅藻土過濾)，以66.5％收率得到淺黃色固體形式的Int-2。這一材料證明是色譜分析法均質(zhì)的并且顯示出與它的指定結(jié)構(gòu)一致的光譜特性。
Mnr-1的制備
將Int-2(7.00g，23.6mmol)，和三乙胺(4.0mL，29mmol)在250mL二氯甲烷中的淤漿在冰浴中冷凍，然后用甲基丙烯酰氯(CASNo.920-46-7；2.4mL，2.5mmol)經(jīng)過兩分鐘進行處理?；旌衔镌诮档偷臏囟认聰嚢?.5小時，然后升至環(huán)境溫度。在0.75小時之后和添加另外部分的甲基丙烯酰氯(0.24mL)，攪拌繼續(xù)進行。在0.5小時之后添加附加部分的三乙胺(0.5mL)，并繼續(xù)攪拌。在0.5小時之后添加最后部分的甲基丙烯酰氯(0.24mL)，攪拌繼續(xù)進行。在1.5小時后，混合物用冷水洗滌，用硫酸鈉干燥和真空濃縮(庚烷(4×50mL)閃蒸出，驅(qū)除殘留溶劑)。所形成的固體進行硅膠色譜分離，用二氯甲烷和乙酸乙酯的混合物洗脫，得到乳油狀固體。這一固體物從異丙醚中的重結(jié)晶得到微粒狀乳油固體形式的Mnr-1，67％收率。這一材料證明是色譜分析法均質(zhì)的并且顯示出與它的指定結(jié)構(gòu)一致的光譜特性。
實施例2 Poly-1的合成
在70-mL低閃光玻璃Schlenck管中加入8.5g的γ-丁內(nèi)酯和1.5g的Mnr-1。在溶液已經(jīng)用Ar吹掃45分鐘之后，添加0.015g的2，2’-偶氮二異丁腈(AIBN)，該燒瓶被密封并在油浴中在60℃下加熱47小時。反應溶液沉淀到水中，洗滌，過濾，和在真空中干燥，獲得固體黃色Poly-1，67％收率。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)51.7℃；尺寸排阻層析(PEO-當量)，Mn 34,400，Mw 126,000。
實施例3 Poly-4的合成
在70-mL低-閃光玻璃Schlenck管中加入16.0g的甲苯，1.91g的Mnr-1，和2.09g的甲基丙烯酸甲酯(已除去抑制劑)。在溶液已經(jīng)用Ar吹掃45分鐘之后，添加0.06g的AIBN，該燒瓶被密封并在油浴中在60℃下加熱47小時。反應溶液經(jīng)由1μm PTFE過濾介質(zhì)進行過濾，并沉淀到甲醇中，洗滌，過濾，和在真空中干燥，獲得柔軟、微黃色的聚合物，98％收率。聚合物兩次被溶于1，2-二氯乙烷中，過濾，和沉淀到冷乙醚中。Poly-4具有90.8℃的Tg，Mn 10,300，和Mw 33,900。
實施例4 含

唑鎓的Poly-3-Me的合成
在裝有磁力攪拌棒的70mL低閃光玻璃Schlenck管中將Poly-3(1.96g)溶于19.1mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中。將硫酸二甲酯(0.60g)慢慢地添加到攪拌的聚合物溶液中，所得反應混合物在50℃油浴中加熱22小時。反應混合物被冷卻，在黃色光下經(jīng)由1μm PTFE過濾介質(zhì)進行過濾，和沉淀到冷乙醚中，獲得Poly-3-Me，98％收率。Poly-3-Me在乙腈中的溶液的UV-可見光吸收譜顯示在376nm處的頻帶(ε＝26,000M-1cm-1)(圖2)，證實聚合物的組成。
實施例5 含

唑鎓的Poly-1-H的合成
將Poly-1溶于1，2-二氯乙烷(DCE)中以形成0.5％(w/v)溶液，然后在室溫下攪拌5分鐘。這一溶液的吸收光譜揭示在325nm處的大吸收(圖3，曲線A)。這一吸收是如期望的那樣并且證實聚合物的組成。將增加量的三氟乙酸加入到Poly-1的DCE溶液中，記錄UV-可見光譜。在添加酸之后溶液的UV-可見光吸收譜顯示了在376nm處的新吸收譜帶的出現(xiàn)(ε＝25,600M-1cm-1)(圖3，曲線B)，類似于Poly-3-Me的吸收光譜(圖2)并證實Poly-1-H的形成和組成。
實施例6 Poly-3-Me的薄膜的偏振輻射
為了研究Poly-3-Me由UV曝光所引起的光致交聯(lián)行為，在用高于405nm的UV光輻射之前和之后測量定向排列層的吸收光譜。在800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下經(jīng)過1分鐘的時間將Poly-3-Me在乙腈中的溶液(0.5wt％)旋涂到玻璃板上，涂層隨后在80℃的熱板上干燥5分鐘。該板在405nm下輻射，進行光反應，隨后進行UV-可見吸收光譜分析。因此，圖4顯示了Poly-3-Me的吸收譜帶在405nm輻射(圖4，曲線A(之前)，和曲線B(之后))時在強度上的下降，證實聚合物層的光交聯(lián)反應。
實施例7 Poly-1-H的薄膜的偏振輻射和光交聯(lián)反應的量子效率
為了研究Poly-1-H由UV曝光所引起的光致交聯(lián)行為，在用405nm的UV光輻射之前和之后測量定向排列層的吸收光譜。在800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下經(jīng)過1分鐘的時間將Poly-1-H在DCE中的溶液旋涂到玻璃板上，涂層隨后在80℃的熱板上干燥5分鐘。該板在405nm下輻射，進行光反應，隨后進行UV-可見吸收光譜分析。因此，圖5顯示了Poly-1-H的吸收譜帶在405nm輻射(圖5，曲線1(之前)，和曲線2和3(之后))時在強度上的下降，證實聚合物層的光交聯(lián)反應。以經(jīng)過405mm輻射之后UV-Vis的變白為基礎(chǔ)(圖5)，對于該過程估計有0.9的量子效率(φ)。
實施例8 使用聚(肉桂酸乙烯基酯)作為光學定向排列層，在405nm處液晶的光學定向排列(對比)
Chigrinov等人在美國專利5,389,698(以引用的方式引入本文)已經(jīng)說明，聚(肉桂酸乙烯基酯)在365nm的偏振UV輻射能夠使液晶定向排列。這是說明聚肉桂酸乙烯基酯在405nm處的偏振輻射不導致液晶分子的光學定向排列的一個對比實施例。

將聚(肉桂酸乙烯基酯)(分子量大約15,000)在環(huán)戊酮中的2％溶液以800rpm轉(zhuǎn)速經(jīng)過1分鐘旋涂到玻璃板上，在空氣中干燥20分鐘，然后在加熱板上在90℃下加熱。對于聚(肉桂酸乙烯基酯)層，由橢圓光度法測量60nm的厚度(J.A.Woollam Co.，Model M2000V)。該層然后在405nm進行線式偏振的輻射2小時。液晶預聚物的溶液(從Vantico Co得到的LCP，CB483MEK，在甲基乙基酮中7wt％，有光引發(fā)劑)在已輻射的聚(肉桂酸乙烯基酯)層上的后續(xù)涂覆沒有導致液晶的定向排列。因此，對于傾斜入射的偏振405nmUV-光的曝光沒有在聚(肉桂酸乙烯基酯)層中誘導定向排列能力。
實施例9 使用光聚合物Poly-1-H作為光學定向排列層時在405nm下液晶的光學定向排列
本實施例說明了本發(fā)明Poly-1-H在405nm下的偏振輻射會導致液晶分子的光學定向排列。

制備Poly-1-H在DCE中的0.5％溶液，然后在室溫下攪拌5分鐘。Poly-1-H的溶液以800rpm轉(zhuǎn)速經(jīng)過1分鐘被旋涂到玻璃板基材上，然后在75℃的烘箱中干燥10分鐘。所有這些操作在黃色光的環(huán)境中進行。涂敷基材隨后以相對于基材的法向的20度的光線入射角度曝光于來自200W高壓汞燈的405nm偏振光達到1分鐘。紫外線濾光器GG395(Schott)和干涉濾光器用來分離405nm光。光偏振方向是在由平行于輻射線的入射方向的板所確定的平面內(nèi)。對于交聯(lián)的Poly-1-H層，由橢圓光度法測量15nm的厚度。

以700-1000rpm將液晶預聚物在甲基乙基酮中的溶液(從Vantico Co獲得的LCP，CB483MEK，在甲基乙基酮中7wt％，有光引發(fā)劑)旋轉(zhuǎn)流延在光學定向排列(取向)層上。樣品然后在55℃的溫度下加熱3分鐘以使該向列型液晶層取向和除去溶劑。樣品被冷卻到室溫，通過在氮氣氛圍中曝光于365nm光(300-1000mJ/cm2)來固定各向異性層。平面內(nèi)延遲值測量值表明液晶分子平行于偏振輻射方向來定向排列。平面內(nèi)延遲值和各向異性層的厚度是由橢圓光度法測量的(J.A.WoollamCo.，Model M2000V)。

對于交聯(lián)LCP層測量250nm的厚度。當以基材邊緣與偏振器的透射軸之間的45度角度將基材排列在正交偏振棱鏡之間時，該基材看起來象灰色。然而，當與偏振器透射軸平行或垂直來排列基材邊緣時該基材看起來象黑暗的。因此，該LCP層對于與較長的基材邊緣平行或垂直地定向排列的光軸表現(xiàn)出雙折射性。然而，通過使用橢圓光度法發(fā)現(xiàn)LCP層的光軸平行于較長的基材邊緣，在光學定向排列材料的照射過程中該光軸與UV光的入射面平行排列。

因此，曝光于傾斜地入射的偏振405nm UV-光會在光學定向排列材料Poly-1-H中誘導定向排列能力，該能力強至足以使混合物LCP的液晶單體平行于UV光的入射面來定向排列。
實施例10 使用光聚合物Poly-4-H作為光學定向排列層時在405nm下液晶的光學定向排列
本實施例說明了本發(fā)明Poly-4-H在405nm下的偏振輻射會導致液晶分子的光學定向排列。

將Poly-4溶于1，2-二氯乙烷中以形成0.5％(w/v)溶液，然后在室溫下攪拌5分鐘。這一溶液的吸收光譜揭示在325nm處有大的吸收。將化學計量用量的三氟乙酸添加到Poly-4的DCE溶液中并記錄UV-可見光譜，該譜顯示在376nm處新吸收譜帶的出現(xiàn)，證實Poly-4-H的形成。

Poly-4-H在DCE中的溶液以800rpm轉(zhuǎn)速經(jīng)過1分鐘被旋涂到玻璃板基材上，然后在75℃的烘箱中干燥10分鐘。所有這些操作在黃色光的環(huán)境中進行。涂敷基材隨后以相對于基材的法向的20度的光線入射角度曝光于來自200W高壓汞燈的405nm偏振光達到20秒。紫外線濾光器GG395(Schott)和干涉濾波器用來分離所需波長的光。光偏振方向是在由平行于輻射線的入射方向的板所確定的平面內(nèi)。

以700-1000rpm將液晶預聚物的溶液(從Vantico Co獲得的LCP，CB483MEK，在甲基乙基酮中7wt％，有光引發(fā)劑)旋轉(zhuǎn)流延到取向?qū)由?。樣品然后?5℃的溫度下加熱3分鐘以使該向列型液晶層取向和除去溶劑。樣品被冷卻到室溫，通過在氮氣氛圍中曝光于365nm光(300-1000mJ/cm2)來固定各向異性層。平面內(nèi)延遲值測量值表明液晶分子平行于偏振輻射方向來定向排列。平面內(nèi)延遲值和各向異性層的厚度是由橢圓光度法測量的(J.A.Woollam Co.，Model M2000V)。

對于交聯(lián)LCP層測量250nm的厚度。當以基材邊緣與偏振器的透射軸之間的45度角度將基材排列在正交偏振棱鏡之間時，該基材看起來象灰色。然而，當與偏振器透射軸平行或垂直來排列基材邊緣時該基材看起來象黑暗的。因此，該LCP層對于與較長的基材邊緣平行或垂直地定向排列的光軸表現(xiàn)出雙折射性。然而，通過使用橢圓光度法發(fā)現(xiàn)LCP層的光軸平行于較長的基材邊緣，在光學定向排列材料的照射過程中該光軸與UV光的入射面平行排列。

因此，曝光于傾斜地入射的偏振405nm UV-光會在光學定向排列材料Poly-4-H中誘導定向排列能力，該能力強至足以使混合物LCP的液晶單體平行于UV光的入射面來定向排列。
實施例11 使用光聚合物Poly-12-H作為光學定向排列層時液晶的定向排列
將Poly-12溶于甲醇中形成0.5％(w/v)溶液，在室溫下攪拌5分鐘獲得渾濁的懸浮液。將甲磺酸添加到這一渾濁的懸浮液中，直到獲得透明的溶液為止。在甲磺酸添加之后甲醇溶液的UV-可見光譜表明在336nm處新吸收譜帶的出現(xiàn)，證實Poly-12-H的形成。

Poly-12-H在甲醇中的溶液以800rpm轉(zhuǎn)速經(jīng)過1分鐘被旋涂到玻璃板基材上，然后在65℃的烘箱中干燥10分鐘。所有這些操作在黃色光的環(huán)境中進行。涂敷基材隨后以相對于基材的法向的20度的光線入射角度曝光于來自200W高壓汞燈的高于365nm偏振光達到5分鐘。紫外線邊緣濾光器GG395(Schott)用來分離所需波長的光。光偏振方向是在由平行于輻射線的入射方向的板所確定的平面內(nèi)。

以700-1000rpm將液晶預聚物在甲基乙基酮中的溶液(從Vantico Co獲得的LCP，CB483MEK，在甲基乙基酮中7wt％，有光引發(fā)劑)旋轉(zhuǎn)流延在取向?qū)由稀悠啡缓笤?5℃的溫度下加熱3分鐘以使該向列型液晶層取向和除去溶劑。樣品被冷卻到室溫，通過在氮氣氛圍中曝光于365nm光(300-1000mJ/cm2)來固定各向異性層。平面內(nèi)延遲值測量值表明液晶分子平行于偏振輻射方向來定向排列。平面內(nèi)延遲值和各向異性層的厚度是由橢圓光度法測量的(J.A.Woollam Co.，ModelM2000V)。

對于交聯(lián)LCP層測量出250nm的厚度。當以基材邊緣與偏振器的透射軸之間的45度角度將基材排列在正交偏振棱鏡之間時，該基材看起來象灰色。然而，當與偏振器透射軸平行或垂直來排列基材邊緣時該基材看起來象黑暗的。因此，該LCP層對于與較長的基材邊緣平行或垂直地定向排列的光軸表現(xiàn)出雙折射性。然而，通過使用橢圓光度法發(fā)現(xiàn)LCP層的光軸平行于較長的基材邊緣，在光學定向排列材料的照射過程中該光軸與UV光的入射面平行排列。

因此，曝光于傾斜地入射的偏振的高于365nm UV-光會在光學定向排列材料Poly-12-H中誘導定向排列能力，該能力強至足以使混合物LCP的液晶單體平行于UV光的入射面來定向排列。
實施例12 使用光聚合物Poly-1-H的水溶液流延薄膜作為光學定向排列層時液晶的定向排列
本實施例說明從水溶液制備和所獲得的Poly-1-H薄膜涂層。此類膜在405nm處的偏振輻射會導致液晶分子的光學定向排列。

將Poly-1溶于甲醇和水的1∶1混合物中形成0.5％(w/v)溶液，在室溫下攪拌5分鐘獲得渾濁的懸浮液。將鹽酸添加到這一渾濁的懸浮液中，直到獲得透明的溶液為止。在鹽酸添加之后甲醇溶液的UV-可見光譜表明在376nm處新吸收譜帶的出現(xiàn)，證實Poly-1-H的形成。

Poly-1-H在1∶1甲醇-水中的溶液以800rpm轉(zhuǎn)速經(jīng)過1分鐘被旋涂到玻璃板基材上，然后在85℃的烘箱中干燥10分鐘。所有這些操作在黃色光的環(huán)境中進行。涂敷基材隨后以相對于基材的法向的20度的光線入射角度曝光于來自200W高壓汞燈的405nm偏振光達到60秒。紫外線邊緣濾光器GG395(Schott)和干涉濾波器用來分離405nm波長的光。光偏振方向是在由平行于輻射線的入射方向的板所確定的平面內(nèi)。

以700-1000rpm將液晶預聚物在甲基乙基酮中的溶液(從Vantico Co獲得的LCP，CB483MEK，在甲基乙基酮中7wt％，有光引發(fā)劑)旋轉(zhuǎn)流延在取向?qū)由?。樣品然后?5℃的溫度下加熱3分鐘以使該向列型液晶層取向和除去溶劑。樣品被冷卻到室溫，通過在氮氣氛圍中曝光于365nm光(300-1000mJ/cm2)來固定各向異性層。平面內(nèi)延遲值測量值表明液晶分子平行于偏振輻射方向來定向排列。平面內(nèi)延遲值和各向異性層的厚度是由橢圓光度法測量的(J.A.Woollam Co.，ModelM2000V)。

對于交聯(lián)LCP層測量了250nm的厚度。當以基材邊緣與偏振器的透射軸之間的45度角度將基材排列在正交偏振棱鏡之間時，該基材看起來象灰色。然而，當與偏振器透射軸平行或垂直來排列基材邊緣時該基材看起來象黑暗的。因此，該LCP層對于與較長的基材邊緣平行或垂直地定向排列的光軸表現(xiàn)出雙折射性。然而，通過使用橢圓光度法發(fā)現(xiàn)LCP層的光軸平行于較長的基材邊緣，在光學定向排列材料的照射過程中該光軸與UV光的入射面平行排列。

因此，曝光于傾斜地入射的偏振405nm UV-光會在光學定向排列材料Poly-1-H中誘導定向排列能力，該能力強至足以使混合物LCP的液晶單體平行于UV光的入射面來定向排列。
權(quán)利要求
1.包含通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物的光學可定向排列材料
其中，
Ma、Mb、Mc是構(gòu)成該聚合物的單體單元；
x、y、z分別是單體單元Ma、Mb、Mc的摩爾分數(shù)，其中在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1；
Sa和Sb是間隔單元；
Za是能夠發(fā)生光化學異構(gòu)化/二聚反應的茋唑鎓單元；
Zb是茋唑單元，和
n是4到10,000。
2.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中光活性含茋唑鎓的聚合物是均聚物或共聚物。
3.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中光活性含茋唑鎓的聚合物能夠通過線偏振光的作用被取向和交聯(lián)。
4.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物在大于365nm的波長下是光活性的。
5.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物在250到500nm的波長下是光活性的。
6.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中z＝0。
7.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是通式II的均聚物
其中
Sa獨立地是具有1-10個碳原子的亞烷基，具有3-8個碳原子的亞環(huán)烷基，其中一個或兩個亞甲基能夠被NH基團替代；或亞苯基，該亞苯基能夠被低級烷基、低級烷氧基、-CN、-NO2、鹵素、碳酸酯、酯基、酰胺基、醚基團或它們的組合所取代。
8.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中Za具有通式III-A或III-B
其中
A1和A2各獨立地表示1，4-亞苯基，該亞苯基是未被取代的或被鹵素、氰基和/或硝基取代和其中1個或2個CH基團能夠被氮替代，2，5-噻吩二基，2，5-亞呋喃基，反式-1，4-亞環(huán)己基，反式-1，3-二噁烷-2，5-二基或1，4-哌啶基，1，4-或2，6-亞萘基，或4，4’-亞聯(lián)苯基；和
環(huán)A3和A4各自獨立地表示1，4-亞苯基，該亞苯基是未被取代的或被鹵素、氰基和/或硝基取代和其中1個或2個CH基團能夠被氮替代，2，5-噻吩二基，2，5-亞呋喃基，1，4-或2，6-亞萘基，其中CH基團能夠被氮替代。
9.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是通式IV的均聚物或共聚物
其中，
x是單體單元Ma的摩爾分數(shù)，其中A4+是季銨化的吡啶基環(huán)；
y是單體單元Mb的摩爾分數(shù)，其中A4是未季銨化的吡啶基環(huán)；和
0＜x≤1；0≤y＜1。
10.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是通式V的化合物
其中；
單體單元Ma是形成共聚物的單元。
11.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中單體單元Ma、Mb、Mc包括至少一種選自下列這些中的單元
12.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中單體單元Mb和Mc中的至少一種包括
13.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中單體單元Mb和Mc中的至少一種包括
14.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是從至少一種選自下列這些中的物質(zhì)衍生的
Poly-1Mnr-1-100
Poly-2Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸甲酯(5/95)
Poly-3Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸甲酯(10/90)
Poly-4Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸甲酯(20/80)
Poly-5Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸芐基酯(20/80)
Poly-6Mnr-2-100
Poly-7Mnr-2-共聚-甲基丙烯酸甲酯(5/95)
Poly-8Mnr-2-共聚-甲基丙烯酸甲酯(10/90)
Poly-9Mnr-2-共聚-甲基丙烯酸甲酯(20/80)
Poly-10 Mnr-3-100
Poly-11 Mnr-4-100
Poly-12 Mnr-5-100
Poly-13 Mnr-6-100
Poly-14 Mnr-7VII-100
Poly-15 Mnr-7VII-共聚-甲基丙烯酸甲酯(30/70)。
15.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是從下列物質(zhì)衍生的
Poly-1Mnr-1-100。
16.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是從下列物質(zhì)衍生的
Poly-4Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸甲酯(20/80)。
17.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是從下列物質(zhì)衍生的
Poly-10Mnr-3-100。
18.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物在大于365nm的波長下具有φ約為1的量子效率。
19.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是水溶性的。
20.權(quán)利要求1的光學可定向排列材料，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物包括一層。
21.包括載體的顯示器，該載體具有至少一個導電層，電子調(diào)制的成像層和取向?qū)?，其中該取向?qū)影òㄊ絀的光活性含茋唑鎓的聚合物的光學可定向排列材料
其中，
Ma、Mb、Mc是構(gòu)成該聚合物的單體單元；
x和y是單體單元Ma、Mb、Mc的摩爾分數(shù)，其中在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1；
Sa和Sb是間隔單元；
Za是能夠發(fā)生光化學異構(gòu)化/二聚反應的茋唑鎓單元；
Zb是茋唑單位，和
n是4到10,000。
22.權(quán)利要求21的顯示器，其中光活性含茋唑鎓的聚合物是均聚物或共聚物。
23.權(quán)利要求21的顯示器，其中光活性含茋唑鎓的聚合物能夠通過線偏振光的作用被取向和交聯(lián)。
24.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物在大于365nm的波長下是光活性的。
25.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物在250到500nm的波長下是光活性的。
26.權(quán)利要求21的顯示器，其中z＝0。
27.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是通式II的均聚物
其中
Sa獨立地是具有1-10個碳原子的亞烷基，具有3-8個碳原子的亞環(huán)烷基，其中一個或兩個亞甲基能夠被NH基團替代；或亞苯基，該亞苯基能夠被低級烷基、低級烷氧基、-CN、-NO2、鹵素、碳酸酯、酯基、酰胺基、醚基團或它們的組合所取代。
28.權(quán)利要求21的顯示器，其中Za具有通式III-A或III-B
其中
A1和A2各獨立地表示1，4-亞苯基，該亞苯基是未被取代的或被鹵素、氰基和/或硝基取代和其中1個或2個CH基團能夠被氮替代，2，5-噻吩二基，2，5-亞呋喃基，反式-1，4-亞環(huán)己基，反式-1，3-二噁烷-2，5-二基或1，4-哌啶基，1，4-或2，6-亞萘基，或4，4’-亞聯(lián)苯基；和
環(huán)A3和A4各自獨立地表示1，4-亞苯基，該亞苯基是未被取代的或被鹵素、氰基和/或硝基取代和其中1個或2個CH基團能夠被氮替代，2，5-噻吩二基，2，5-亞呋喃基，1，4-或2，6-亞萘基，其中CH基團能夠被氮替代。
29.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是通式IV的均聚物或共聚物
其中，
x是單體單元Ma的摩爾分數(shù)，其中A4+是季銨化的吡啶基環(huán)；
y是單體單元Mb的摩爾分數(shù)，其中A4是未季銨化的吡啶基環(huán)；和
0＜x≤1； 0≤y＜1。
30.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是通式V的化合物
其中；
單體單元Ma是形成共聚物的單元。
31.權(quán)利要求21的顯示器，其中單體單元Ma、Mb、Mc包括至少一種選自下列這些中的單元
32.權(quán)利要求21的顯示器，其中單體單元Mb和Mc中的至少一種包括
33.權(quán)利要求21的顯示器，其中單體單元Mb和Mc中的至少一種包括
34.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是從至少一種選自下列這些中的物質(zhì)衍生的
Poly-1Mnr-1-100
Poly-2Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸甲酯(5/95)
Poly-3Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸甲酯(10/90)
Poly-4Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸甲酯(20/80)
Poly-5Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸芐基酯(20/80)
Poly-6Mnr-2-100
Poly-7Mnr-2-共聚-甲基丙烯酸甲酯(5/95)
Poly-8Mnr-2-共聚-甲基丙烯酸甲酯(10/90)
Poly-9Mnr-2-共聚-甲基丙烯酸甲酯(20/80)
Poly-10 Mnr-3-100
Poly-11 Mnr-4-100
Poly-12 Mnr-5-100
Poly-13 Mnr-6-100
Poly-14 Mnr-7VII-100
Poly-15 Mnr-7VII-共聚-甲基丙烯酸甲酯(30/70)。
35.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是從下列物質(zhì)衍生的
Poly-1Mnr-1-100。
36.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是從下列物質(zhì)衍生的
Poly-10Mnr-3-1000。
37.權(quán)利要求21的顯示器，其中通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物是從下列物質(zhì)衍生的
Poly-4Mnr-1-共聚-甲基丙烯酸甲酯(20/80)。
38.權(quán)利要求21的顯示器，其中該取向?qū)泳哂械陀?5納米的厚度。
39.權(quán)利要求21的顯示器，其中該電子調(diào)制的成像層包括具有正雙折射率的二丙烯酸酯或雙環(huán)氧化合物。
40.形成光學定向排列的取向?qū)拥姆椒?，該方法包?br> (i)將在溶劑中的至少一種通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物
其中，
Ma、Mb、Mc是構(gòu)成該聚合物的單體單元；
x、y、z是單體單元Ma、Mb、Mc的摩爾分數(shù)，其中在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1，0≤z＜1；
Sa和Sb是間隔單元；
Za是能夠經(jīng)歷光化學異構(gòu)化/二聚反應的茋唑鎓單元；
Zb是茋唑單元，
n是4-10,000，涂覆到基材的表面上形成一個層；
ii)干燥該層；和
iii)讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)印?br> 41.將液晶層取向的方法，該方法包括
(i)將在溶劑中的至少一種通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物
其中，
Ma、Mb、Mc是構(gòu)成該聚合物的單體單元；
x、y、z是單體單元Ma、Mb、Mc的摩爾分數(shù)，其中在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1，0≤z＜1；
Sa和Sb是間隔單元；
Za是能夠經(jīng)歷光化學異構(gòu)化/二聚反應的茋唑鎓單元；
Zb是茋唑單元，
n是4-10,000，涂覆到基材的表面上形成個一個層
ii)干燥該層；
iii)讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)樱?br> iv)將溶劑中的可聚合的液晶材料涂覆到該光學定向排列的取向?qū)由希?br> v)熱處理該液晶材料以除去溶劑，從而形成各向異性液晶層；和
vi)讓液晶材料曝光于UV光以使液晶材料交聯(lián)。
42.權(quán)利要求41的方法，其中液晶材料是向列型液晶材料。
43.權(quán)利要求41的方法，其中液晶材料是具有正雙折射率的二丙烯酸酯或雙環(huán)氧化合物。
44.權(quán)利要求41的方法，進一步包括
(vii)將溶劑中至少一種的通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物涂覆到基材表面上形成第二層；
viii)干燥該第二層；
ix)讓第二層接受波長＞350nm的線偏振光而形成第二光學定向排列的取向?qū)樱?br> x)將溶劑中的第二可聚合的液晶材料涂覆在該第二光學定向排列的取向?qū)由希?br> xi)熱處理該第二液晶材料以除去溶劑，從而形成第二各向異性液晶層；和
xii)將該第二各向異性液晶層曝光于UV光以使第二各向異性液晶層交聯(lián)。
45.形成光學定向排列的取向?qū)拥姆椒ǎ摲椒ò?br> (i)將溶劑中的至少一種茋唑聚合物涂覆到基材表面上形成涂層；
ii)干燥該涂層形成一個層；
iii)將溶劑中的質(zhì)子酸施涂到該層上產(chǎn)生通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物
其中，
Ma、Mb、Mc是構(gòu)成該聚合物的單體單元；
x、y、z是單體單元Ma、Mb、Mc的摩爾分數(shù)，其中在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1，0≤z＜1；
Sa和Sb是間隔單元；
Za是能夠經(jīng)歷光化學異構(gòu)化/二聚反應的茋唑鎓單元；
Zb是茋唑單元，
n是4-10,000；
iv)干燥；和
v)讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)印?br> 46.使液晶材料實現(xiàn)光學定向排列的方法，該方法包括
(i)將溶劑中的至少一種茋唑聚合物涂覆到基材表面上形成涂層；
ii)干燥該涂層形成一個層；
iii)將溶劑中的質(zhì)子酸施涂到該層上以產(chǎn)生通式I的光活性含茋唑鎓的聚合物
其中，
Ma、Mb、Mc是構(gòu)成該聚合物的單體單元；
x、y、z是單體單元Ma、Mb、Mc的摩爾分數(shù)，其中在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1，0≤z＜1；
Sa和Sb是間隔單元；
Za是能夠經(jīng)歷光化學異構(gòu)化/二聚反應的茋唑鎓單元；
Zb是茋唑單元，n是4-10,000；
iv)干燥；和
v)讓該層接受波長＞350nm的線偏振光以形成光學定向排列的取向?qū)樱?br> iv)將溶劑中的可交聯(lián)的液晶材料涂覆到取向?qū)由弦孕纬煽山宦?lián)的液晶層；
v)干燥可交聯(lián)的液晶層以除去溶劑；和
vii)讓可交聯(lián)的液晶層曝光于UV光以使可交聯(lián)的液晶層交聯(lián)。
47.權(quán)利要求46的方法，其中該液晶材料是向列型液晶材料。
48.權(quán)利要求46的方法，其中該液晶材料是具有正雙折射率的二丙烯酸酯或雙環(huán)氧化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含通式I的光活性含茋唑的聚合物的光學可定向排列材料其中，Ma、Mb、Mc是構(gòu)成聚合物的單體單元；x、y、z分別是單體單元Ma、Mb、Mc的摩爾分數(shù)，其中在各情況下0＜x≤1；0≤y＜1，0≤z＜1；Sa和Sb是間隔單元；Za是能夠發(fā)生光化學異構(gòu)化/二聚反應的茋唑單元；Zb是茋唑單元，和n是4到10,000。本發(fā)明還涉及使用一層光學定向排列材料的顯示器，和將取向?qū)佣ㄏ蚺帕幸约笆挂咽┩坑诠鈱W定向排列的取向?qū)由系囊壕影l(fā)生取向的方法。
文檔編號C08F26/00GK101341178SQ200680048269
公開日2009年1月7日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者D·舒克拉, D·M·特加登, T·R·威爾特 申請人:伊斯曼柯達公司